基于可逆动态共价化学的新型可修复、可回收、可加工环氧树脂

利用生物来源的二聚脂肪酸为原料,合成了二聚酸酰肼和二聚酸酰腙两种衍生物,并进一步以其作为环氧E-44树脂固化剂,得到了新型的含动态共价连接的热固性环氧树脂。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、差式扫描量热(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)和动态力学分析(DMA)等多种测试手段对环氧树脂固化过程以及固化后材料的结构与性能关系进行了详细表征,特别研究了动态亚胺键对热固性环氧树脂性能的独特影响。结果表明:与传统环氧树脂相比,改性后的环氧树脂有更好的韧性,且其玻璃化转变温度及热稳定性没有明显下降。在升温和加压的条件下,酸可催化亚胺键的动态交换反应,赋予传统环氧树脂以全新的可修复、可回收与可多次加工性能。     

含非平面结构共价有机骨架分子筛分膜的界面聚合制备 及其分子筛分性能研究

以均三水杨醛和三(4-氨基苯基)胺为反应单体,在对甲苯磺酸的催化下,通过界面聚合法制备了一种含有非平面结构单元的共价有机骨架（COF）分子筛分膜,其分子结构、宏观形态和筛分性能经UV-Vis, IR, XRD和AFM表征。结果表明：COF分子筛分膜孔径约1.4 nm,厚度为65 nm,能够在酸碱条件下以及乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇等极性溶剂中稳定存在;COF膜对乙腈、乙醇、甲醇、正丁醇、水以及N,N-二甲基甲酰胺的通量分别为31.02, 27.14, 22.24, 14.11, 12.01, 8.12 L·m^-2·h^-1·bar^-1; COF分子筛分膜对于大分子体积的甲基蓝截留率达98.1%,对分子体积小于孔径的对硝基苯胺不具有拦截作用,展现了良好的分子筛分属性。     

Green synthesis of polyimides and their CNT based nanohybrid shish-kebabs through reaction-induced crystallization of nylon-salt-type monomers in glycerol

A green approach to the synthesis and morphological control of high performance polyimides and their nanohybrid shish-kebabs in glycerol through reaction-induced crystallization of nylon-salt-type monomers was reported. Crystalline polyimide nanoplates can be observed by direct polycondensation of pyromellitic acid with various kinds of aliphatic or aromatic diamines. With the existence of carbon nanotuhes, the polyimides can be successfully decorated on the surface of CNTs through a reaction-induced hetero-epitaxial crystallization process, and resulted in novel polyimide/CNT nanohybrid shish-kebabs （NHSKs） structures. The morphologies of the NHSKs can be fine-tuned through changing the concentration of monomers or the reaction temperature, especially through the introduction of dynamic imine chemistry, the formation process of NHSKs can be attributed to a soft epitaxy mechanism. Thus a green approach for the synthesis of high performance polyimides and their CNT based nanohybrid structures was explored, which should be of great value for their applications in high performance reinforced nanocomposites.     

基于溶剂原位傅克偶联反应合成杯芳烃有机多孔网络(CalixPOF)及其染料吸附特性

利用1,2-二氯乙烷(DCE)同时作为溶剂和偶联剂,通过溶剂原位傅克偶联反应合成杯芳烃有机多孔网络(CalixPOF)。采用红外光谱(FT-IR)和固体核磁碳谱(13 C-NMR)对CalixPOF的组成和分子结构进行了表征,验证了溶剂原位Friedel-Crafts偶联反应机理。采用氮气吸附、扫描电镜(SEM)、热重(TG)和紫外可见光谱(UV-vis)研究了CalixPOF的比表面积、微观结构、热稳定性和染料吸附效率等性能。结果表明:利用简单的溶剂原位傅克偶联反应可得到热稳定性良好、比表面积较大、可选择性吸附亚甲基蓝染料的CalixPOF,为自具主客体微腔的新型多孔聚合物网络的合成提供了新方法。     

基于螺环结构桥连的固有微孔卟啉聚合物网络的制备与表征及其催化Knoevenagel缩合反应

通过5,10,15,20-四(4-羧基苯基)(TCPP)卟啉单体与含螺环结构的二胺单体(SpiroDA)的缩聚反应,实现了含螺环结构的卟啉基固有微孔材料的定向合成(PIM-Spiro)。同时在相同的工艺条件下,以对苯二胺(PPDA),4,4'-二氨基二苯醚(ODA)作为二胺单体分别制备了相应的聚酰胺(PA)网络材料。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)、氮气吸附等分析测试手段对3种聚酰胺材料的网络结构和物理化学性能进行了表征。结果表明:螺环扭曲结构的引入可以有效提高微孔卟啉聚合物网络的比表面积,同时在溶剂中表现出很强的溶胀特性;所制备的聚酰胺网络材料中的卟啉基和酰胺键所含的高密度N—H键,赋予材料良好的碱性催化特性。     

BTDA/m-PDA聚酰亚胺环带球晶形貌与生长影响因素的研究

综述了本课题组BTDA/m-PDA聚酰亚胺环带球晶研究的进展.通过偏光显微镜(PLM),透射电镜(TEM),和原子力显微镜(AFM),研究了球晶中片晶的生长形貌,并探讨了环带形成的机理.考察了环带球晶生长的影响因素,包括:(1)温度:在较低酰亚胺化温度下只能形成不规则的球晶,而在较高温度下形成中心环间距较大的球晶;(2)聚酰胺酸分子量:分子量较低聚酰胺酸不能形成环带球晶;(3)分子链的不对称性:通过不同比例单体共聚发现,分子链上间苯二胺和羰基的不对称性对环带的形成有着决定性的影响;(4)溶剂:随着溶剂含量的增加,环带球晶的环间距增大.     

一种半晶性联苯酯侧基聚酰亚胺

聚酰亚胺作为一种高强度、高模量、耐热性材料正越来越广泛地得到应用．但是，因其刚性或半刚性的分子链，以及分子之间强烈的相互作用，使其熔融温度很高(很多高于其分解温度)，并且不溶解于大多数有机溶剂，这为成型加工带来困难．在聚酰亚胺大分子主链上引入侧链或侧基，     

聚酰胺酸酯的合成及性能研究

围绕刚性主链、高尺寸稳定性聚酰亚胺的制备,对聚酰胺酸酯的合成及酰亚胺化特性进行了研究。将制得的均苯二乙酯二酰氯与醚二胺进行聚合得到聚酰胺酸酯并与传统的预聚体——聚酰胺酸进行比较,得出聚酰胺酸酯性能较好,而酰亚胺化的温度要求较高。共聚中分别与间苯二胺或对苯二胺和醚二胺进行共聚,讨论了不同的二胺在共聚中的影响。